退变性腰椎侧凸畸形患者在极外侧腰椎间融合术中相关神经血管的影像学分析

丁 悦,周 旭,张 磊,纪 斌,王明飞,刘铖祎

·临床论著·

退变性腰椎侧凸畸形患者在极外侧腰椎间融合术中相关神经血管的影像学分析

丁 悦,周 旭,张 磊,纪 斌,王明飞,刘铖祎

目的了解退变性腰椎侧凸畸形患者的腹部大血管和腰丛神经在L1～2、L2～3、L3～4、L4～5腰椎间隙的分布,选择合适的极外侧腰椎间融合术(XLIF)手术入路。方法将60例退变性腰椎侧凸畸形患者分为4组(每组15例):右侧凸Cobb角<20°者为B组、≥20°者为C组;左侧凸Cobb角<20°者为D组、≥20°者为E组。另选择15例无腰椎侧凸的志愿者为对照(A组)。分别进行L1～2、L2～3、L3～4、L4～5腰椎间隙的MRI平扫,观察腹部大血管及神经在各腰椎间隙的分布,测量并计算其与椎体直径的比值,得出相应的安全区域。结果因腹主动脉主要在椎体左前方上行, 且在L3～4椎间隙水平逐渐靠近中线, 髂总静脉汇合为下腔静脉后行于椎体右侧, 因此同一节段左侧手术窗大于右侧(P<0.05)。取左侧95%CI,A、B、C、D、E 5组的安全区域在 L1～2节段分别为93.8%、92.3%、93.4%、92.2%、89.8%, 在L2～3节段分别为85.2%、82.4%、81.9%、80.4%、79.7%,在L3～4节段分别为77.2%、75.3%、75.9%、74.9%、72.6%,在L4～5节段分别为70.2%、63.3%、61.9%、66.0%、64.3%。结论在进行XLIF手术时, L1～2、L2～3、L3～4、L4～5椎间隙水平的安全区域逐渐减小,目前常用的下腰椎椎体间融合器规格为(8～12) mm×10 mm×4.5 mm, 手术窗足够大, XLIF的融合器冠状位置入是安全可行的。由于侧凸畸形患者相应脊柱发生旋转,使手术安全窗口发生轻微偏移;故主弯凸向右的患者手术切口应稍向后偏,向左侧凸侧凸患者手术切口应稍向前偏,这样手术入路相对较安全,可以避免损伤周围血管和神经。

腰椎侧凸; 极外侧腰椎间融合术; 腹侧神经根；腹膜后血管; 磁共振成像

微创极外侧腰椎椎间融合术(XLIF)是腹膜后前方椎体间融合入路的改良,自2006年由Ozgur et al完善并报道以来,已被广泛用于治疗腰椎退变、不稳、滑脱及椎间盘源性疼痛等疾病。就XLIF手术而言,准确选择进入腰椎间隙的位置,对顺利完成手术操作、防止大血管和神经损伤十分关键。如果穿刺点靠前,则易伤及腹膜后大血管;如果穿刺点靠后,则易损伤腰神经。但是腹部大血管和神经在各个腰椎间隙的分布并不一致,近年来有关腹部大血管与神经在各个腰椎间隙的解剖报道,只集中于对正常脊椎的解剖研究,而关于退变性脊椎侧凸畸形患者的研究却未见报道。2014年1月～2016年1月,我科对60例退变性脊椎侧凸畸形的患者进行病锥间隙的磁共振扫描,目的在于确切了解退变性脊椎侧凸畸形患者腹部的大血管、神经在L1～2、L2～3、L3～4、L4～5腰椎间隙的分布规律,选择合适的XLIF手术入路,防止术中血管、神经损伤等并发症的发生,报道如下。

1 材料与方法

1.1病例资料纳入标准:经MRI检查证实为退变性腰椎侧凸畸形患者。排除标准:腰椎外伤、既往腹腔或腰椎前路手术、腰椎肿瘤、腰椎滑脱、腰椎结核、BMI>25或<18的患者。本组60例,男36例,女24例,年龄36～68岁。Cobb角8°～43°。顶椎在L2～333例,在L3～417例,在L1～210例。患者按侧凸方向及Cobb角是否>20°分成4组(每组15例)：右侧凸Cobb角<20°者为B组、≥20°者为C组;左侧凸Cobb角<20°者为D组、≥20°者为E组。另参照排除标准选择15例无腰椎侧凸志愿者作为对照研究(A组)。

1.2测量方法使用MRI对60位患者和15位志愿者进行L1～2、L2～3、L3～4、L4～5椎间隙进行横切面断层扫描,获得各个椎间隙T1与T2加权图像。根据MRI扫描结果,观察腹部大血管及神经在各腰椎间隙的分布,用MRI自带图像分析软件(Syngo fastview 57.19)测量腹部大血管及神经在各腰椎间隙占椎体直径的比值,得出相应的安全区域。见图1、2。

1.3统计学处理采用SPSS 13.0软件进行统计学分析。测算安全区域在各组的腰椎间隙与椎体直径的比值(95%CI),同组同节段数据采用左右配对t检验。

2 结果

2.1右侧神经根走行区域与椎体直径的比值关系

图1腰椎腹侧血管、脊神经根及其与周围结构的毗邻关系
A1为右侧神经根占椎体的距离,A2为椎体直径,A3为腹主动脉占椎体的距离,A4为左侧神经根占椎体的距离,A5为下腔静脉占椎体的距离

图2XLIF手术安全入路
左图中B1、B2分别为右、左两侧神经根占椎体直径的长度,C1为腔静脉占椎体直径的长度,D为椎体直径,D1、D2分别为左、右侧手术安全区长度;右图中矩形区为椎体直径减去腹主动脉及左侧神经根占椎体的距离,为左侧安全手术窗,右侧安全手术窗为椎体直径减去下腔静脉及右侧神经根占椎体的距离

见表1～4。L1～L5右侧神经根占椎体直径的比值逐渐增大,在B、C组稍向前侧移动,D、E组稍向后侧移动,并随Cobb角增大移动距离增大。

2.2左侧神经根走行区域与椎体直径的比值关系见表1～4。L1～L5左侧神经根占椎体直径的比值逐渐增大,在B、C组稍向后侧移动,D、E组稍向前侧移动,并随Cobb角增大移动距离增大。

表1 B组神经、血管与椎体直径的比值(n=15,%,95% CI)

表2 C组神经、血管与椎体直径的比值(n=15,%,95% CI)

表3 D组神经、血管与椎体直径的比值(n=15,%,95% CI)

表4 E组神经、血管与椎体直径的比值(n=15,%,95% CI)

2.3腹主动脉走行区域与椎体直径的比值关系见表1～5。L1～L5腹主动脉占椎体直径的比值逐渐增大,由于腹主动脉走行于椎体左前方,A组L1～4所占比值较小,约3%,在L4～5比值约7%。在B、C组稍向后侧移动,D、E组稍向前侧移动,并随Cobb角增大移动距离增大,最大可达22.6%。

2.4腔静脉走行区域与椎体直径的比值关系见表1～5。在L2～3椎间隙水平以下腔静脉逐渐走行于椎体右侧,A组L4～5最大可达23.6%,在B、C组稍向后侧移动,D、E组稍向前侧移动,并随Cobb角增大移动距离增大,最大为35%。

表5 A组神经、血管与椎体直径的比值(n=15,%,95% CI)

2.5下腰椎侧面手术窗的解剖构成与安全区域分析在下腰椎侧面、腹主动脉及下腔静脉之后、腰神经根之前的区域无重要血管和神经,椎间隙正好位于此区域内。同组同节段椎间隙水平左侧脊神经根与腹主动脉后缘的距离 (左侧手术窗)和右侧脊神经根与下腔静脉后缘的距离(右侧手术窗)与椎体直径的比值进行配对t检验,结果显示左侧手术窗大于右侧,差异有统计学意义(P<0.05)。所以临床上行XLIF时常采取右侧卧位、左侧切口,但左侧腰交感干走行于下腰椎的左前方、手术窗内,必须仔细辨认以免损伤。而在退变性侧凸患者,由于椎体侧凸、旋转,周围组织结构相应移动,右侧凸患者手术路径应稍向后偏,左侧凸患者手术路径应稍向前偏,这样手术入路比较安全,可以尽量避免血管和神经损伤。见表6、7及图3、4。

表6 左侧安全区占椎体直径的比值(n=15,%)

表7 右侧安全区占椎体直径的比值(n=15,%)

图3 XLIF手术窗口左右侧安全区对比

3 讨论

以前影像学分析常用于对青少年特发性脊柱侧凸患者脊椎结构及邻近血管的分析,以确定前路椎体螺钉置入的安全区域。CT与MRI在对不同类型的侧凸患者测量血管神经组织的位置走行关系时发

图4 各组间左侧入路窗口安全区与周围血管神经的毗邻关系

挥了很大的作用[1-3]。本研究结果表明,在L1～5水平,XLIF手术窗口安全区逐渐减小,左侧大于右侧,右侧入路在L4～5有一个明显的下降区,这是由于腹部大血管在这一间隙上缘发出髂部分支,影响手术安全操作区域。我们用这些组织结构与椎体直径相对比,而不是绝对的距离,从而为临床提供术中参考数据。此外,笔者主要研究椎旁神经、血管占椎体直径的比值,因侧凸患者常合并旋转,神经血管移位方向相反,故安全区域比值变化较大,而生理性前凸与后凸患者神经与血管往同方向移动,故比值变化有限,本研究暂未考虑。

本研究显示在进行XLIF手术时,L1～2、L2～3、L3～4、L4～5椎间隙水平的安全区域逐渐减小,但即使在L4～5其相对手术安全区仍可达椎体直径60%以上,目前常用的下腰椎椎体间融合器规格为(8～12) mm×10 mm×4.5 mm, 手术窗足够大, XLIF的融合器冠状位置入是安全可行的。由于腰椎侧凸可导致神经根和腹膜后大血管相对于椎体的位置发生改变。退行性脊柱侧凸可导致非对称的椎间隙缩小、椎体旋转等。我们发现,在退变性腰椎侧凸畸形的凹侧神经根占椎体直径的比率减小,神经根的位置后移且腹膜后血管的位置也相对偏后;当从此侧入路,神经根损位的概率会相对少而腹膜后血管则更易损伤。如果患者退变性腰椎侧凸凸向左侧,手术安全区域则相对较小,这就使得更容易伤及血管神经组织。所以当患者退变性腰椎侧凸凸向左侧时,应该选择稍偏前的切口;如腰椎侧凸凸向右侧,则应当选择左侧稍偏后切口,这样可以尽量避免术中对周围血管和神经的损伤,手术相对较安全。

相对于对尸体标本进行解剖研究,影像学测量还是有其自身的局限性,包括:① 只能间接地利用影像材料测量分析,没有尸体标本来源的直接测量数据精确[4]。② 不能保证每一个影像层面都与椎间盘平面平行。为了降低这两个问题给试验数据带来的影响,本研究请特定的影像医师和脊柱外科医师一起测量,并且把与终板成角>10°的试验数据排除。对于MRI影像,其最大的不足是无法分辨腰交感干及生殖股神经的走行,虽然至今仍没有关于在XLIF手术中腰交感干损伤的报道,但生殖股神经麻痹一直是这一手术的常见并发症之一[1]。

XLIF的开展需要有高质量的术中影像学透视做基础,随着椎间盘区域的显露,必需注意避免损伤神经根出口腰大肌部分。而在摘除髓核及置入椎间融合器的过程中,其对侧的腹膜后血管则容易撕裂。特别在L4～5间隙,腹部血管的分支后移、神经根走行偏前使手术入路变窄,这进一步增加了对腹膜后血管及神经根的损伤概率[5-7]。而对于退变性脊柱侧凸、旋转的患者,由于神经根和腹膜后大血管相对于椎体的位置发生改变,神经、血管损伤的风险更大[8-9]。对解剖特征及影像资料仔细认真的分析、术前充分准备以及术中小心操作是成功XLIF手术的基础[10-11]。

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Imaginganalysisoftheventralnerverootsandretroperitonealvesselswithrespecttotheextremelateralinterbodyfusioninthespinedegenerativelumbarscoliosis

DINGYue,ZHOUXu,ZHANGLei,JIBin,WANGMing-fei,LIUCheng-yi

(DeptofOrthopaedics,PutuoHospitalAffiliatedtoShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai200062,China)

ObjectiveTo determine the variable location of the anterior vascular and nerves anatomy in the L1～2,L2～3,L3～4,L4～5lumbar distribution in the patients with degenerative lumbar scoliosis．To assess the reliability and the safety of the operation of lower lumbar spine at the patients with degenerative lumbar scoliosis interbody fusion through the extreme lateral interbody fusion(XLIF).MethodsThe 60 cases of degenerative lumbar scoliosis patients were divided into 4 groups (15 cases each group). The right convex Cobb angle <20° for the B group, ≥20° for the C group; the left convex Cobb angle <20° for the D group, ≥20° of E group, another 15 cases with no lumbar scoliosis volunteers as control group A. Axial MR images were used to measure: the vertebral endplate anterior posterior (AP) diameter, the overlap between the ventral root and the posterior margin of the vertebra, and the overlap between the retroperitoneal large vessels and the anterior edge of the vertebra.Thus obtained the corresponding security zone for XLIF.ResultsThe operation windows from L1～2to L4～5gradually decreased and the left ones were bigger than the right ones(P<0.05).Taking the 95% confidence interval, the left security zone in L1～2segment of the A, B, C, D, E five groups were 93.8%, 92.3%, 93.4%, 92.2%, 89.8%, L2～3segment were 85.2%, 82.4%, 81.9%, 80.4%, 79.7%, L3～4segment were 77.2%, 75.3%, 75.9%, 74.9%, 72.6%, L4～5segment were 70.2%, 63.3%, 61.9%, 66.0%, 64.3%.ConclusionsThe XLIF of L1～5at the patients with degenerative lumbar scoliosis is safe,reliable and practical. Lumbar vertebral fusion between under the present commonly use specifications for (8～12)mm ×10 mm ×4.5 mm, operation window is large enough, XLIF fusion coronary position is safe and feasible.Because the variable location of the neurovascular structures is mostly dependent on the degree of rotatory deformity, the safe corridor for performing the discectomy and fusion should be a little backward in the dextroscoliotic spines, and be slightly forward in the levoscoliotic spines. So it is recommended to take preoperative MRI to assess the relative position of the adjacent neurovascular structures in relation to the lower vertebra′s endplate at each level.

lumbar scoliosis; XLIF;ventral nerve roots;retroperitoneal vessels;MRI

10.3969/j.issn.1008-0287.2017.05.005

R 682.3；R 687.3；R 445.2

A

1008-0287(2017)05-0523-05

上海中医药大学附属普陀医院骨科,上海 200062

丁 悦,男,硕士,医师,主要从事脊柱外科研究,E-mail:d308806887@sina.com;

周 旭,男,硕士,医师,通讯作者,主要从事脊柱外科研究,E-mail:zhouxu198811@sina.com

(接收日期:2017-06-19)